互动科普

有些城市的自来水有味道、不好喝，估计在日常生活中很多人都有这样的体会。确实，有时即使水是干净的，但还是会有霉味或者漂白粉味，用户们有很多抱怨。如果引入深度处理系统，自来水的味道会有很大的改善。供应“安全的水”虽然是理所当然的事情，但消费者们想喝上更“好喝”的水。

产生霉味或漂白粉味的原因

那么，自来水的霉味或漂白粉味究竟是从何而来的呢？

自来水的霉味来源于植物、浮游生物等产生的“土臭素”等有机物质。土臭素是一种带有强烈气味的物质，每升水里只要有10纳克（1纳克等于10亿分之1克），就能让人觉得有霉味。

另一方面，漂白粉味，如果说是游泳池味可能更容易理解。用于水消毒的氯与水中所含有的有机物发生化学反应，产生“氯胺”等氯化物，会产生和漂白粉（次氯酸钙）一样的气味。

气味无法通过沉淀或过滤除去

由于产生霉味或漂白粉味的有机物大多都溶解在水中，所以用一般的净水处理是无法除去的。那么我们参照下图看一下具体处理流程吧。

从河流吸入净水厂的水首先通过“凝聚沉淀法”除去浑浊物（1〜3）。水浑浊的原因是因为水中含有泥沙等粒子。由于这些粒子带负电，在水中相互排斥，所以很难形成大的粒子团。这些小粒子一直悬浮在水中无法沉淀。因此，在这里我们会注入叫做“凝聚剂”的药物。

凝聚剂是由铁或铝等的化合物构成的，在水中带正电。它们与带负电的泥沙粒子结合，可以中和电荷。

泥沙粒子一旦不带电，彼此就容易粘在一起，慢慢变成大的块体（絮凝）。当它们大到一定程度，就会因自重而沉到水底。这样水就变清了。沉淀物经过脱水等处理后，可以作为园艺用土等进行再利用。

图1：深度处理流程（1～5）

可以除去水异味的深度处理

一些城市的净水厂已经引入了深度处理，用于除去产生霉味或漂白粉味的有机物。所谓深度处理，就是结合了“利用臭氧（O3）分解有机物”（4）和“利用生物活性炭过滤”（5）的处理方法。

臭氧是由3个氧原子构成的不稳定分子，它很容易与其他物质发生反应。一旦将它注入水中，它就会分解水中含有的有机物，产生更小的有机物分子。

水中所含的有机物被分解得更小后，接着用2.5米厚的生物活性炭层将水过滤。活性炭是直径约1.2毫米大小的炭粒，表面有很多非常小的孔。这些小孔可以吸附产生霉味或漂白粉味的土臭素等物质，将它们从水中除去。

此外，在活性炭表面还可以繁殖一种微生物，它可以吸附被臭氧分解的有机物，或者把它们进一步分解。在活性炭和微生物的作用下，产生霉味或漂白粉味的物质可以将近100%地被除去。

通过生物活性炭过滤后，为了不让活性炭粒或微生物流到下一个环节，要用更细的沙子进行过滤（6）。这样的过滤与在没有引入深度处理的净水厂所进行的过滤是一样的。最后，使用氯进行消毒杀菌（7）。由于经过深度处理的水中几乎不含有可以与氯反应的有机物，所以即使氯的量很少，也能起到充分的消毒效果。

如果水源的水从开始就很干净的话，有时候即使不引入深度处理，仅仅通过沉淀、过滤和氯气消毒，就可以作为自来水供应了。

图2 ：深度处理流程（6～7）

精细的水质管理才是水安全的关键

但是，可以将自来水直接作为饮用水的国家在世界上还是很少的。这并不是因为各国净水处理的方法有很大的不同。虽然有的地区没有引入深度处理，但是总的来看，世界各国净水处理的方法几乎是相同的。

例如在日本，政府指定了对人体有害的合计51种物质的水质标准以及消毒所需的最低氯气量。只有全部满足了这些各种各样的标准，净化水才能作为自来水供应。要保持自来水高度的安全性，不仅要进行适当的净水处理，而且还要有精细的水质管理技术。

（本文发表于《科学世界》2015年第4期）